河北省高效節(jié)能蔬菜日光溫室設(shè)計與建造要點

孫劍虹　李青云

摘要 本文針對河北省氣候特點和蔬菜生產(chǎn)實際，提出了適宜河北省越冬生產(chǎn)果菜類蔬菜的高效節(jié)能溫室設(shè)計原則、適宜的結(jié)構(gòu)參數(shù)和建造要點，為河北省及相關(guān)氣候區(qū)科學(xué)建設(shè)日光溫室提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 日光溫室；設(shè)計；結(jié)構(gòu)；建造

中圖分類號 S625.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0189-02

近年來，河北省新建了很多厚土墻日光溫室用于冬季黃瓜、番茄等喜溫蔬菜生產(chǎn)，由于各地在建造過程中簡單照搬山東厚土墻半地下式日光溫室模式，沒有充分考慮當?shù)氐墓庹?、溫度、土層結(jié)構(gòu)等自然條件和栽培作物的種類以及種植茬口，導(dǎo)致部分日光溫室的性能無法滿足喜溫蔬菜生產(chǎn)的要求。筆者根據(jù)多年的蔬菜生產(chǎn)經(jīng)驗，針對河北省氣候特點，提出了以下日光溫室設(shè)計和建造參數(shù)。

1 結(jié)構(gòu)特點

冬用型日光溫室是指保溫性好、能進行喜溫性蔬菜越冬生產(chǎn)的溫室。這類溫室的墻體多為土墻（中南部地區(qū)采用高效蓄熱保溫材料的復(fù)合磚墻溫室也可進行越冬生產(chǎn)）。這類溫室的優(yōu)點主要有以下2個方面：一是可以適應(yīng)多種喜溫蔬菜的越冬生產(chǎn)，如番茄、黃瓜、辣椒、茄子等。二是建造成本較低，如10 m跨度全鋼架結(jié)構(gòu)溫室造價在120萬～150萬元/hm2，適于普通農(nóng)戶建造使用。近3年來，這種溫室在全省范圍內(nèi)大面積推廣，雖然提高了生產(chǎn)效率，但也暴露出了一些問題，一是墻體普遍過厚，土地利用率較低，一般在40%以下。二是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，抗災(zāi)能力較弱。三是下挖過深，影響了溫室南部作物生長，且極易造成澇害。

2 優(yōu)化原則

優(yōu)化和建造冬季使用的日光溫室，應(yīng)該遵循的原則主要有以下幾項：一是合理采光原則。采光是日光溫室建造過程中的重要參數(shù)[1-4]，是影響作物種植的重要因素。要根據(jù)溫室建造地區(qū)的地理位置和氣候特點，以采光理論為指導(dǎo)，合理科學(xué)地確定溫室的高跨比參數(shù)。二是節(jié)省土地原則。在保證墻體蓄熱保溫性能的基礎(chǔ)上盡量縮減氣體的厚度，減少建筑設(shè)施的占地面積，提高土地的利用率。三是穩(wěn)定抗災(zāi)高效原則。在建造溫室的過程中，采用優(yōu)質(zhì)骨架材料和施工工藝，盡量不下挖或者少下挖，讓溫室的穩(wěn)固性和抗災(zāi)能力增強，節(jié)約成本、提高效益。四是采取多項措施，增強溫室的保溫效果。如選用防霧流滴塑料膜、保溫被等高性能保溫覆蓋物，并進行多層覆蓋。

3 結(jié)構(gòu)參數(shù)

3.1 走向及下挖深度

溫室的朝向為坐北朝南，東西延長，方向正南或南偏西5°；長度60～120 m；冀北以外的地區(qū)為了提高冬季溫室的溫度，栽培床的深度可以適當增加0.5～0.8 m。當栽培床下挖時，必須配備相關(guān)的防洪排澇系統(tǒng)，以避免雨水倒灌，保證棚室的安全。栽培床下挖在地下水位較高、鹽堿嚴重的地區(qū)不能進行，土墻主要采用客土建造，禁止為取土建造土墻而整體下挖。

3.2 跨度和脊高

溫室的跨度和脊高根據(jù)地區(qū)不同也不同。冀北地區(qū)，溫室的跨度不能小于7.5 m，不能超過8.0 m，脊高范圍為3～4 m；冀中南地區(qū)，溫室內(nèi)跨度9～10 m，脊高3.6 ～5.0 m；冀東唐秦沿海地區(qū)，溫室內(nèi)跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。溫室棚面角度要合理，前屋面底角60°～70°，中部屋面角30°～40°，頂部屋面角10°～15°。

當溫室的主要作用為育苗時，一般適當增大高度，以提高溫高性能。不同骨架溫室的高度以及相應(yīng)的跨度指標可以參考氣候相近地區(qū)，栽培床下挖的溫室應(yīng)選擇該跨度相應(yīng)的脊高上限值，原則上要保證骨架牢固、棚面不易積水。

3.3 墻體

3.3.1 墻體類型和結(jié)構(gòu)。墻體的作用主要為承重、蓄熱和隔熱。墻體種類為夯實土墻和復(fù)合墻體。墻體最窄處的厚度最后超過當?shù)貎鐾翆? m。一般夯土墻：頂部厚度不低于1.5 m，底部厚度不低于4 m，土墻內(nèi)部傾角15°左右。冀北、冀東唐秦沿海地區(qū)，土墻上寬2.0～2.5 m，下寬4.5～5.0 m；冀中南地區(qū)，土墻上寬1.5～2.0 m，下寬3.5～4.5 m。在確保墻體蓄熱保溫性能和穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上，盡量減少墻體占地、增大種植面積，提高土地利用率。溫室土墻外部應(yīng)有毛氈、薄膜等防雨保護層，應(yīng)使用具有一定黏性的土壤或草泥建造土墻溫室，并保證土墻碾壓質(zhì)量。在有經(jīng)濟實力的地區(qū)盡量建造磚土復(fù)合墻體，磚土復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)為內(nèi)外24 cm厚磚墻，中間填充1.0～1.2 m厚夯實干土；蓄熱泡沫磚墻體結(jié)構(gòu)為外側(cè)24 cm厚泡沫磚墻，內(nèi)側(cè)貼50 cm厚干土蓄熱層。

3.3.2 建造時間。土墻在河北中部和南部于當?shù)赜昙具^后至上凍前20 d建造，在河北北部春季開始建造。墻體均應(yīng)在上凍時干透。復(fù)合墻體建造應(yīng)避開雨季和土壤凍結(jié)期。

3.4 前后排溫室間距

溫室間距與各地的地理緯度有關(guān)，前后排溫室完全不遮光的間距計算公式如下：溫室間距=溫室地上脊高×當?shù)囟寥?：00的遮光率（其中保定為2.63）-后坡水平投影-后墻底寬由于冬至前后溫室短時間少量遮光對溫度影響較小，因此在間距設(shè)計上可適當放寬限制，一般前排溫室最高點的水平投影與后排溫室前緣的距離，以不低于最高點高度的2.3～2.5倍為宜，中南部取下限，北部取上限。

3.5 后坡

后坡具有一定的蓄熱保溫作用。各地后坡長度范圍為1.5～2.0 m。建議在冬季寒冷的冀北地區(qū)，后坡水平投影長度為0.8～1.2 m。后坡仰角冀北地區(qū)30°～35°，冀中和冀南地區(qū)40°～45 °。

3.6 溫室骨架

溫室建造過程中，骨架可以選用全鋼骨架、鋼竹混合骨架、優(yōu)質(zhì)鋼筋水泥預(yù)制骨架。在選用全鋼骨架或者鋼竹混合骨架時，要用鋼管拉桿或者鋼絲橫向進行固定。無論是鋼結(jié)構(gòu)還是水泥結(jié)構(gòu)的骨架，在后坡、脊高處必須加設(shè)1～2排立柱，還可設(shè)置可移動的立柱，以增強溫室的抗載能力。

3.6.1 骨架的荷載設(shè)計。骨架應(yīng)承受草苫或保溫被重量、卷簾機重量等恒載，雪荷載、操作荷載、作物荷載等活載。

3.6.2 常用骨架類型和規(guī)格。一是材料。鋼管鋼筋片架、鋼架竹竿混合骨架。二是規(guī)格。鋼管上弦：6〞鋼管或寸管；鋼管下弦：Ф12 、Ф14鋼筋或4〞鋼管；鋼筋腹桿：Ф8～ 12鋼筋或4〞鋼管；鋼管拉桿：4〞鋼管或Ф2.7 mm熱鍍鋅鋼絲；鋼架連接方式：傳統(tǒng)方式多為焊接式，但焊點容易破壞鍍鋅層，無法避免生銹，最好的采用裝配式卡具連接；拱桿間距：全鋼骨架的鋼架間距85～90 cm；鋼竹混合骨架的鋼架間距2.4～3.0 m，竹竿間距50 cm左右。

3.7 出入口

在靠近溫室后墻的一側(cè)山墻上留門作為固定出入口，門口寬度80～100 cm，高度1.6～1.8 m，土墻溫室的門口內(nèi)側(cè)應(yīng)用混凝土或磚等建筑材料加固。

在靠近溫室一側(cè)山墻的前屋面底角處，留活動出入口供機械進出，出入口寬度2 m左右，高度1.6～1.8 m。

3.8 工作間

在溫室山墻門口外側(cè)加蓋一間房子作為工作間，以減緩低溫季節(jié)開關(guān)門口引起的棚溫下降，還可用來存放工具、產(chǎn)品等。工作間規(guī)格多為6～10 m2。

3.9 排水系統(tǒng)

前后2排溫室之間及棚區(qū)道路兩側(cè)應(yīng)建有排水溝。排水溝采用明溝，下面進行防水處理。建議按照當?shù)?0年一遇的降雨量，科學(xué)設(shè)計排水溝的寬度、深度、坡降以及各級排水溝的間距，防止雨季田間積水、損毀棚室。

4 參考文獻

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